◎ 题目

如图所示，电源电动势E=10.0V，其内阻不计．固定电阻的阻值R1=4.0Ω，可变电阻R2的阻值可在0～10.0Ω之间调节，电容器的电容C=30.0μF．求： （1）闭合开关S，当R2取何值时，R2消耗的功率最大，最大功率为多少． （2）在R2消耗的功率最大状态时，将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量为多少？

◎ 答案

电阻R2消耗的功率P=（ E R1+R2 ）2R2= E2 R 21 R2 +R2+2R1 根据数学知识得知，当R2=R1=4Ω时，R2消耗的功率最大，最大功率为Pm= E2 4R1 = 100 4×4 =6.25 W （2）在R2消耗的功率最大状态时，由于R2=R1时，则此时电容器板间电压为 U1= 1 2 E=5V 开关S断开后电容器板间电压为 U2=E=10V，所以电容器通过R1充电，流过R1的总电荷量等于电容器电量的增加量，则流过R1的总电荷量为 △Q=C△U=C（U2-U1）=30×10-6×5C=1.5×10-4C 答： （1）闭合开关S，当R2为4Ω时，R2消耗的功率最大，最大功率为6.25 W． （2）在R2消耗的功率最大状态时，将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量为1.5×10-4C．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，电源电动势E=10.0V，其内阻不计．固定电阻的阻值R1=4.0Ω，可变电阻R2的阻值可在0～10.0Ω之间调节，电容器的电容C=30.0μF．求：（1）闭合开关S，当R2取何值时，R2消耗…”主要考查了你对  【电功】，【电功率】，【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。